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ICS29.160.99

CCSK26

!7,



DB32/T4487—2023

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試方法

Testmethodfordynamictorqueofbrakemotor

2023-06-26發(fā)布2023-06-26實(shí)施

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DB32/T4487—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。

本文件由江蘇省市場(chǎng)監(jiān)督管理局提出并歸口。

本文件起草單位:江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院、無(wú)錫市恒鑫機(jī)電制造有限公司、無(wú)錫新大力

電機(jī)有限公司。

本文件主要起草人:蘇文勝、孫培江、謝一麟、許晨旭、李云飛、王欣仁、王勤生、丁新其、馬龍、范雪騏、

黃正宏、趙衛(wèi)國(guó)、王松雷、胡東明、巫波、陳曉丹、薛志鋼、徐鵬程、楊小姜、高良。

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制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試方法

1范圍

本文件描述了采用加速度法測(cè)量制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩的測(cè)試方法。

本文件適用于錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)、帶電磁圓盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件。

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

制動(dòng)器brake

具有使運(yùn)動(dòng)部件或運(yùn)動(dòng)機(jī)械減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。

[來(lái)源:GB/T26665—2011,2.1]

3.2

制動(dòng)力矩brakingtorque

制動(dòng)部件與運(yùn)動(dòng)部件(或運(yùn)動(dòng)機(jī)械)間產(chǎn)生的直接迫使運(yùn)動(dòng)機(jī)械減速、停止的力矩。

[來(lái)源:GB/T26665—2011,4.2,有修改]

3.3

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量momentofinertia

物體的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量與質(zhì)點(diǎn)到規(guī)定軸線(xiàn)的距離(半徑)平方乘積的總和(積分)。

[來(lái)源:GB/T755—2019,3.24]

3.4

制動(dòng)轉(zhuǎn)速brakingrotationalspeed

開(kāi)始制動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)部件(或運(yùn)動(dòng)機(jī)械)的轉(zhuǎn)速。

[來(lái)源:GB/T18276—2017,3.1]

3.5

錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)conicalrotormotor

轉(zhuǎn)子呈圓錐臺(tái)形的電動(dòng)機(jī)。

[來(lái)源:GB/T2900.25—2008,411?33?29]

3.6

電磁圓盤(pán)式制動(dòng)器diskelectromagneticbrake

借助電磁力的作用,用圓盤(pán)的端面作為摩擦副接觸面,產(chǎn)生或消除制動(dòng)功能的制動(dòng)器。

3.7

制動(dòng)電機(jī)brakemotor

具有附加圓盤(pán)式制動(dòng)器的三相異步電動(dòng)機(jī)。

1

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4儀器裝置

4.1光電編碼器

通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器,通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼

器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。其性能應(yīng)能夠保證可以對(duì)測(cè)試裝置的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)采

集,其數(shù)據(jù)采集頻率不低于50Hz。

4.2測(cè)試裝置

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試裝置見(jiàn)圖1,其構(gòu)成至少應(yīng)包括底座,軸器,軸承支撐座,慣量盤(pán),光電編碼

器,電機(jī)控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速采集、計(jì)算和顯示系統(tǒng)。

標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明:

1——被試制動(dòng)電機(jī);

2——制動(dòng)電機(jī)安裝底座;

3——聯(lián)軸器;

4——軸承支撐座;

5——慣量盤(pán)(已配置);

6——測(cè)試裝置底座;

7——慣量盤(pán)(未配置);

8——光電編碼器。

圖1制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試裝置

5測(cè)試條件

5.1環(huán)境要求

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試環(huán)境符合以下要求:

a)溫度:-20℃~+40℃;

b)海拔不應(yīng)超過(guò)1000m;

c)環(huán)境中不應(yīng)有易燃、易爆的氣體和介質(zhì)。

5.2安全要求

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試過(guò)程中相關(guān)操作符合以下安全要求:

2

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a)測(cè)試作業(yè)場(chǎng)地應(yīng)干燥,并設(shè)置警示隔離區(qū)和警示牌;

b)電磁鐵勵(lì)磁線(xiàn)圈絕緣電阻在冷態(tài)下不應(yīng)小于20MΩ;

c)電磁鐵勵(lì)磁線(xiàn)圈應(yīng)能承受歷時(shí)1min的耐電壓試驗(yàn)而不發(fā)生擊穿,試驗(yàn)電壓的頻率為50Hz,并

盡可能為正弦波形,電壓有效值參照表1,此時(shí),整流元件應(yīng)脫開(kāi)進(jìn)行。

表1介電試驗(yàn)電壓

額定勵(lì)磁電壓(U1)介電試驗(yàn)電壓(交流、有效值)(U2)

VV

≤601000

U1

60<≤3002000

U1

300<≤6602500

U1

6測(cè)試程序

6.1測(cè)試安裝

制動(dòng)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器安裝在測(cè)試裝置上,安裝水平度要求為0.05mm/m~0.1mm/m。

6.2單次制動(dòng)功計(jì)算

根據(jù)被試制動(dòng)電機(jī)規(guī)格選擇制動(dòng)初轉(zhuǎn)速,計(jì)算許用單次制動(dòng)功,按式(1)計(jì)算:

πnM

=0d……(1)

W60

式中:

W——許用單次制動(dòng)功,單位為焦耳(J);

——r/min

n0制動(dòng)初轉(zhuǎn)速,單位為轉(zhuǎn)每分();

——Nm

Md額定制動(dòng)力矩,單位為牛米(·)。

6.3擬配置慣量計(jì)算

根據(jù)計(jì)算所得許用單次制動(dòng)功,計(jì)算擬配置慣量大小,按式(2)計(jì)算:

W

∑J=182……(2)

12

n0

式中:

∑——kgm2

J1制動(dòng)軸上擬配置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,單位為千克平方米(·)。

6.4實(shí)際配置慣量計(jì)算

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試實(shí)際配置慣量按照以下方式計(jì)算。

a∑∑

)實(shí)際配置轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí),依據(jù)J1的大小、測(cè)試裝置自身慣量J2和測(cè)試裝置實(shí)際慣量盤(pán)的設(shè)計(jì)

要求,配置實(shí)際增加慣量J3。

b)測(cè)試裝置總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量∑J,按式(3)計(jì)算。

∑=∑+∑……3

JJ2J3()

式中:

∑——kgm2

J2測(cè)試裝置自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,單位為千克平方米(·);

3

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∑——kgm2

J3制動(dòng)軸上實(shí)際配置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,單位為千克平方米(·)。

c)實(shí)際配置總轉(zhuǎn)動(dòng)慣∑J滿(mǎn)足式(4)的要求。

|∑J-∑J|

|1|×100%≤5%……(4)

|∑J|

6.5動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試

6.5.1跑合試驗(yàn)

6.4∑20

依據(jù)的計(jì)算,將慣量J3配置到測(cè)試裝置中,進(jìn)行不超過(guò)次的跑合試驗(yàn),使制動(dòng)器摩擦片受

力均勻。

6.5.2數(shù)據(jù)采集

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試數(shù)據(jù)采集按照如下要求:

a

)根據(jù)制動(dòng)電機(jī)性能,將制動(dòng)電機(jī)加速到額定轉(zhuǎn)速n1;

b)制動(dòng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速并保持穩(wěn)定后,斷電制動(dòng),光電編碼器同時(shí)采集制動(dòng)電機(jī)速度變化,一直

到速度降為0,數(shù)據(jù)采集完成。

6.5.3數(shù)據(jù)計(jì)算

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算按照如下要求:

a)動(dòng)態(tài)力矩采用加速度法計(jì)算;

b

)整個(gè)測(cè)試過(guò)程中的轉(zhuǎn)速由編碼器測(cè)試并由計(jì)算機(jī)等間隔不斷采集轉(zhuǎn)速信號(hào)n0,n1,n2,n3,…,

n,n;計(jì)算機(jī)運(yùn)算模型如下:

n-1n

∑J(n-n)

M=01η………(5)

bd19.55t

∑J(n-n)

M=12η………(6)

bd29.55t

∑J(n-n)

M=23η………(7)

bd39.55t

∑J(n-n)

M=n-1nη………(8)

bdn9.55t

式中:

M,M,M,…,M——第1段,第2段,第3段,……,第n段平均制動(dòng)力矩,單位為牛米

bd1bd2bd3bdn

(N·m);

——r/min

n0制動(dòng)初轉(zhuǎn)速,單位為轉(zhuǎn)每分();

n,n,n,…,n——第1段,第2段,第3段,……,第n段末轉(zhuǎn)速,單位為轉(zhuǎn)每分(r/min);

123n

t——第1段,第2段,第3段,……,第n段時(shí)間取值,采樣頻率為f時(shí)t=

1/f,單位為秒(s);

η——試驗(yàn)臺(tái)總軸承效率,取0.98。

c)進(jìn)行3次動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試,取平均值作為測(cè)試結(jié)果。

6.5.4結(jié)果驗(yàn)算

驗(yàn)算每次試驗(yàn)的實(shí)際平均制動(dòng)力矩,按式(6)計(jì)算:

n∑J

M=0η…………(9)

d09.55

ts

4

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式中:

——Nm

Md0動(dòng)態(tài)制動(dòng)力矩,單位為牛米(·);

——s

ts有效制動(dòng)時(shí)間,單位為秒()。

6.5.5力矩曲線(xiàn)生成

依據(jù)6.5.3的數(shù)據(jù),由計(jì)算機(jī)生成動(dòng)態(tài)力矩曲線(xiàn)。僅供參考的力矩曲線(xiàn)樣式見(jiàn)附錄A。

7測(cè)試報(bào)告

測(cè)試報(bào)告至少應(yīng)給出以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:

a)被測(cè)試制動(dòng)電機(jī)型號(hào)規(guī)格;

b)測(cè)試時(shí)間;

c)制動(dòng)電機(jī)額定力矩;

d)測(cè)試結(jié)果。

僅供參考的測(cè)試報(bào)告樣式見(jiàn)附錄B。

5

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附錄A

(資料性)

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩曲線(xiàn)

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩曲線(xiàn)見(jiàn)圖A.1。

圖A.1制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩曲線(xiàn)

6

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附錄B

(資料性)

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試記錄表

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試記錄表見(jiàn)表B.1。

表B.1制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試記錄表

產(chǎn)品信息

企業(yè)名稱(chēng)

產(chǎn)品名稱(chēng)

型號(hào)規(guī)格產(chǎn)品編號(hào)

額定勵(lì)磁電壓額定初轉(zhuǎn)速

額定制動(dòng)力矩測(cè)試日期

測(cè)試數(shù)據(jù)

動(dòng)態(tài)力矩1絕緣電阻

動(dòng)態(tài)力矩2耐電壓測(cè)試

動(dòng)態(tài)力矩3平均動(dòng)態(tài)力矩

動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試曲線(xiàn)1:

動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試曲線(xiàn)2:

動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試曲線(xiàn)3:

備注

7

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參考文獻(xiàn)

[1]GB/T755—2019旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能

[2]GB/T2900.25—2008電工術(shù)語(yǔ)旋轉(zhuǎn)電機(jī)

[3]GB/T26665—2011制動(dòng)器術(shù)語(yǔ)

———————————

8

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目次

前言……………………………Ⅲ

1范圍…………………………1

2規(guī)范性引用文件……………1

3術(shù)語(yǔ)和定義…………………1

4儀器裝置……………………2

5測(cè)試條件……………………2

6測(cè)試程序……………………3

7測(cè)試報(bào)告……………………5

附錄A(資料性)制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩曲線(xiàn)……………………6

附錄B(資料性)制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試記錄表……………7

參考文獻(xiàn)…………………………8

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制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試方法

1范圍

本文件描述了采用加速度法測(cè)量制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩的測(cè)試方法。

本文件適用于錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)、帶電磁圓盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件。

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

制動(dòng)器brake

具有使運(yùn)動(dòng)部件或運(yùn)動(dòng)機(jī)械減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。

[來(lái)源:GB/T26665—2011,2.1]

3.2

制動(dòng)力矩brakingtorque

制動(dòng)部件與運(yùn)動(dòng)部件(或運(yùn)動(dòng)機(jī)械)間產(chǎn)生的直接迫使運(yùn)動(dòng)機(jī)械減速、停止的力矩。

[來(lái)源:GB/T26665—2011,4.2,有修改]

3.3

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量momentofinertia

物體的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量與質(zhì)點(diǎn)到規(guī)定軸線(xiàn)的距離(半徑)平方乘積的總和(積分)。

[來(lái)源:GB/T755—2019,3.24]

3.4

制動(dòng)轉(zhuǎn)速brakingrotationalspeed

開(kāi)始制動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)部件(或運(yùn)動(dòng)機(jī)械)的轉(zhuǎn)速。

[來(lái)源:GB/T18276—2017,3.1]

3.5

錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)conicalrotormotor

轉(zhuǎn)子呈圓錐臺(tái)形的電動(dòng)機(jī)。

[來(lái)源:GB/T2900.25—2008,411?33?29]

3.6

電磁圓盤(pán)式制動(dòng)器diskelectromagneticbrake

借助電磁力的作用,用圓盤(pán)的端面作為摩擦副接觸面,產(chǎn)生或消除制動(dòng)功能的制動(dòng)器。

3.7

制動(dòng)電機(jī)brakemotor

具有附加圓盤(pán)式制動(dòng)器的三相異步電動(dòng)機(jī)。

1

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4儀器裝置

4.1光電編碼器

通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器,通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼

器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。其性能應(yīng)能夠保證可以對(duì)測(cè)試裝置的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)采

集,其數(shù)據(jù)采集頻率不低于50Hz。

4.2測(cè)試裝置

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試裝置見(jiàn)圖1,其構(gòu)成至少應(yīng)包括底座,軸器,軸承支撐座,慣量盤(pán),光電編碼

器,電機(jī)控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速采集、計(jì)算和顯示系統(tǒng)。

標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明:

1——被試制動(dòng)電機(jī);

2——制動(dòng)電機(jī)安裝底座;

3——聯(lián)軸器;

4——軸承支撐座;

5——慣量盤(pán)(已配置);

6——測(cè)試裝置底座;

7——慣量盤(pán)(未配置);

8——光電編碼器。

圖1制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試裝置

5測(cè)試條件

5.1環(huán)境要求

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試環(huán)境符合以下要求:

a)溫度:-20℃~+40℃;

b)海拔不應(yīng)超過(guò)1000m;

c)環(huán)境中不應(yīng)有易燃、易爆的氣體和介質(zhì)。

5.2安全要求

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試過(guò)程中相關(guān)操作符合以下安全要求:

2

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a)測(cè)試作業(yè)場(chǎng)地應(yīng)干燥,并設(shè)置警示隔離區(qū)和警示牌;

b)電磁鐵勵(lì)磁線(xiàn)圈絕緣電阻在冷態(tài)下不應(yīng)小于20MΩ;

c)電磁鐵勵(lì)磁線(xiàn)圈應(yīng)能承受歷時(shí)1min的耐電壓試驗(yàn)而不發(fā)生擊穿,試驗(yàn)電壓的頻率為50Hz,并

盡可能為正弦波形,電壓有效值參照表1,此時(shí),整流元件應(yīng)脫開(kāi)進(jìn)行。

表1介電試驗(yàn)電壓

額定勵(lì)磁電壓(U1)介電試驗(yàn)電壓(交流、有效值)(U2)

VV

≤601000

U1

60<≤3002000

U1

300<≤6602500

U1

6測(cè)試程序

6.1測(cè)試安裝

制動(dòng)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器安裝在測(cè)試裝置上,安裝水平度要求為0.05mm/m~0.1mm/m。

6.2單次制動(dòng)功計(jì)算

根據(jù)被試制動(dòng)電機(jī)規(guī)格選擇制動(dòng)初轉(zhuǎn)速,計(jì)算許用單次制動(dòng)功,按式(1)計(jì)算:

πnM

=0d……(1)

W60

式中:

W——許用單次制動(dòng)功,單位為焦耳(J);

——r/min

n0制動(dòng)初轉(zhuǎn)速,單位為轉(zhuǎn)每分();

——Nm

Md額定制動(dòng)力矩,單位為牛米(·)。

6.3擬配置慣量計(jì)算

根據(jù)計(jì)算所得許用單次制動(dòng)功,計(jì)算擬配置慣量大小,按式(2)計(jì)算:

W

∑J=182……(2)

12

n0

式中:

∑——kgm2

J1制動(dòng)軸上擬配置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,單位為千克平方米(·)。

6.4實(shí)際配置慣量計(jì)算

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試實(shí)際配置慣量按照以下方式計(jì)算。

a∑∑

)實(shí)際配置轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí),依據(jù)J1的大小、測(cè)試裝置自身慣量J2和測(cè)試裝置實(shí)際慣量盤(pán)的設(shè)計(jì)

要求,配置實(shí)際增加慣量J3。

b)測(cè)試裝置總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量∑J,按式(3)計(jì)算。

∑=∑+∑……3

JJ2J3()

式中:

∑——kgm2

J2測(cè)試裝置自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,單位為千克平方米(·);

3

DB32/T4487—2023

∑——kgm2

J3制動(dòng)軸上實(shí)際配置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,單位為千克平方米(·)。

c)實(shí)際配置總轉(zhuǎn)動(dòng)慣∑J滿(mǎn)足式(4)的要求。

|∑J-∑J|

|1|×100%≤5%……(4)

|∑J|

6.5動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試

6.5.1跑合試驗(yàn)

6.4∑20

依據(jù)的計(jì)算,將慣量J3配置到測(cè)試裝置中,進(jìn)行不超過(guò)次的跑合試驗(yàn),使制動(dòng)器摩擦片受

力均勻。

6.5.2數(shù)據(jù)采集

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試數(shù)據(jù)采集按照如下要求:

a

)根據(jù)制動(dòng)電機(jī)性能,將制動(dòng)電機(jī)加速到額定轉(zhuǎn)速n1;

b)制動(dòng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速并保持穩(wěn)定后,斷電制動(dòng),光電編碼器同時(shí)采集制動(dòng)電機(jī)速度變化,一直

到速度降為0,數(shù)據(jù)采集完成。

6.5.3數(shù)據(jù)計(jì)算

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算按照如下要求:

a)動(dòng)態(tài)力矩采用加速度法計(jì)算;

b

)整個(gè)測(cè)試過(guò)程中的轉(zhuǎn)速由編碼器測(cè)試并由計(jì)算機(jī)等間隔不斷采集轉(zhuǎn)速信號(hào)n0,n1,n2,n3,…,

n,n;計(jì)算機(jī)運(yùn)算模型如下:

n-1n

∑J(n-n)

M=01η………(5)

bd19.55t

∑J(n-n)

M=12η………(6)

bd29.55t

∑J(n-n)

M=23η………(7)

bd39.55t

∑J(n-n)

M=n-1nη………(8)

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